(57)【要約】【課題】端面およびその近傍に不純物拡散を行うことによって生じる不具合を生じさせることなく、ＣＯＤ値を向上させることの可能な半導体レーザを提供する。【解決手段】基板１０の、リッジ部３０の延在方向に対向する一対の端部のうち少なくとも一方に切り欠き４０が設けられている。切り欠き４０の内部には、活性層１２および基板１０の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する材料によって主に形成された応力発生部５０が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の一の面上に形成された半導体層と、
前記半導体基板の、前記半導体層とは反対側の面上に形成された応力発生部と
を備え、
前記半導体層は、活性層と、前記活性層へ注入される電流を狭窄する帯状の電流狭窄構造とを前記半導体基板側から順に有すると共に、前記活性層および前記電流狭窄構造を間にして前記電流狭窄構造の延在方向に対向する一対の端面を有し、
前記半導体基板は、前記一対の端面のうち少なくとも一方の端面の直下およびその近傍に切り欠きを有し、
前記応力発生部は、前記活性層および前記半導体基板の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する材料によって主に形成されると共に、少なくとも前記切り欠きの内部に形成されている半導体レーザ。
【請求項２】
前記切り欠きは、前記半導体基板のうち前記半導体層とは反対側から前記半導体基板をエッチングすることにより形成されたものである請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項３】
前記応力発生部は、少なくとも前記切り欠きを埋め込むように形成されている請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記応力発生部は、前記切り欠きを埋め込むと共に、前記半導体基板の、前記半導体層とは反対側の面全体に形成されている請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項５】
前記半導体基板の、前記半導体層とは反対側の表面に下部電極を有し、
前記下部電極は、前記切り欠き以外の表面から前記切り欠き内の側面および底面に渡って形成されている請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記応力発生部および前記下部電極は金属からなり、互いに一体に形成されている請求項５に記載の半導体レーザ。
【請求項７】
前記半導体基板の、前記半導体層とは反対側の表面のうち前記切り欠き以外の領域に下部電極を有する請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項８】
前記応力発生部は金属からなる請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項９】
前記金属は銅またはアルミニウムである請求項８に記載の半導体レーザ。
【請求項１０】
前記切り欠きの、前記電流狭窄構造の延在方向と直交する方向の幅は、前記電流狭窄構造の、当該電流狭窄構造の延在方向と直交する方向の幅よりも広い請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項１１】
前記切り欠きの深さは、前記半導体基板の厚さと等しいか、それよりも浅い請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項１２】
前記半導体層の、前記電流狭窄構造側の表面のうち少なくとも前記電流狭窄構造との対向領域全体に上部電極を有する請求項１に記載の半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に高出力の用途に好適な半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザを高出力動作させると、端面での再結合や光吸収の増大に伴う温度上昇によって端面破壊（Catastrophic Optical Damage：ＣＯＤ）が生じ易いことが知られている。近年、このＣＯＤは、導波路の幅、すなわちストライプ幅が数μｍ程度のナローストライプ型の半導体レーザだけでなく、ストライプ幅が１０μｍ以上のブロードエリア型の半導体レーザにおいても問題となってきている。
【０００３】
ＣＯＤ対策については、これまでに様々な手法が開発されてきた。例えば、近赤外域に発振波長を有するＡｓ系の活性層や、赤色帯に発振波長を有するＰ系の活性層を備えた半導体レーザでは、端面（へき開面）およびその近傍にＺｎ等の不純物を拡散させる手法が一般的に行われている（例えば、特許文献１）。このように、不純物を端面およびその近傍に拡散させることにより、主としてＩＩＩ族原子を不純物と置換して活性層のディスオーダリングを行い、活性層のうち不純物が拡散された領域のバンドギャップを、活性層のうち不純物が拡散されていない領域（利得領域）のバンドギャップよりも大きくし、活性層の利得領域で発生したレーザ光が端面およびその近傍において吸収され、熱に変換される割合を低減している。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６２０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に、Ｚｎ等の不純物を拡散させた領域では、バンドギャップの拡大によってレーザ光のバンド間吸収を抑制することができるが、その一方で、不純物順位に起因した吸収が増大する。ここで、不純物順位に起因した吸収の温度上昇に伴う増大量はバンド間吸収のそれよりも十分に小さいことから、端面およびその近傍に不純物を拡散させることは、ＣＯＤ値の向上の点では効果を有するものの、ＣＯＤ閾値以下で半導体レーザを駆動させた場合には単に吸収損失を増大させるだけである。
【０００６】
また、窓領域を形成するためには、Ｚｎ等の不純物を活性層の発光領域にまで拡散させることが必要となる。しかし、そのようにした場合には、発光領域における結晶性が低下してしまう。また、Ｚｎ等の不純物を活性層の発光領域にまで拡散させるためには、高温でアニールすることが必要となる。しかし、そのようにした場合には、エピタキシャル成長によって形成したドーピングプロファイルがなまってしまう。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、端面およびその近傍に不純物拡散を行うことによって生じる不具合を生じさせることなく、ＣＯＤ値を向上させることの可能な半導体レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体レーザは、半導体基板と、半導体基板の一の面上に形成された半導体層と、半導体基板の、半導体層とは反対側の面上に形成された応力発生部とを備えたものである。半導体層は、活性層と、活性層へ注入される電流を狭窄する帯状の電流狭窄構造とを半導体基板側から順に有しており、さらに、活性層および電流狭窄構造を間にして電流狭窄構造の延在方向に対向する一対の端面を有している。半導体基板は、半導体層における一対の端面のうち少なくとも一方の端面の直下およびその近傍に切り欠きを有している。応力発生部は、活性層および半導体基板の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する材料によって主に形成されており、かつ少なくとも切り欠きの内部に形成されている。
【０００９】
本発明の半導体レーザでは、半導体基板の、共振器方向に対向する一対の端部のうち少なくとも一方に設けられた切り欠きの内部に、活性層および半導体基板の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する材料によって主に形成された応力発生部が形成されている。これにより、製造過程において、高温下で、応力発生部を少なくとも切り欠きの内部に形成したのち、冷却することにより、半導体層の外部である応力発生部から活性層の端部に圧縮応力を与えることができる。なお、半導体レーザの駆動時の温度は、応力発生部を形成する際の温度よりも極めて低いので、半導体レーザの駆動時においても、半導体層の外部である応力発生部から活性層の端部に圧縮応力を与えることができる。また、応力発生部を形成する際の温度は、窓領域を形成するためにＺｎ等の不純物を活性層の発光領域にまで拡散させる際の温度よりも十分に低い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体レーザによれば、共振器方向に対向する一対の端部のうち少なくとも一方に設けられた切り欠きの内部に、活性層および半導体基板の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する材料によって主に形成された応力発生部を形成するようにしたので、半導体層の外部である応力発生部から活性層の端部に圧縮応力を与えることができる。これにより、吸収損失の増大や、結晶性の低下、ドーピングプロファイルのなまりを生じさせることなく、活性層の端部のバンドギャップを広げることができる。従って、端面およびその近傍に不純物拡散を行うことによって生じる不具合を生じさせることなく、ＣＯＤ値を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ１の概略構成を斜視的に表したものである。図２は、図１の半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表したものである。本実施の形態の半導体レーザ１は、後に詳述するように、ストライプ状のリッジ部３０をリッジ部３０の延在方向から一対の前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂによって挟み込んだ構造となっており、いわゆる端面発光型の半導体レーザである。
【００１３】
なお、リッジ部３０が本発明の「電流狭窄構造」の一具体例に相当し、一対の前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂが本発明の「一対の端面」の一具体例に相当している。
【００１４】
半導体レーザ１は、例えば、基板１０上に、下部クラッド層１１、活性層１２、上部クラッド層１３およびコンタクト層１４を基板１０側からこの順に積層してなる半導体層２０を備えたものである。なお、半導体層２０には、上記した層以外の層（例えば、バッファ層やガイド層など）がさらに設けられていてもよい。
【００１５】
半導体層２０の上部、具体的には、上部クラッド層１３の上部およびコンタクト層１４には、ストライプ状のリッジ部３０が形成されている。リッジ部３０の幅Ｗ１（リッジ部３０の延在方向（共振器方向）と直交する方向の幅）は、例えば、数μｍ〜数百μｍの範囲内の値となっている。半導体層２０には、リッジ部３０をリッジ部３０の延在方向から挟み込む一対の前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂが形成されており、これら前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂによって共振器が構成されている。一対の前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂは、例えばへき開によって形成されたものであり、所定の間隙を介して互いに対向配置されている。さらに、前端面２０Ａには低反射膜３１（図２参照）が形成されており、後端面Ｓ２には高反射膜３２（図２参照）が形成されている。
【００１６】
基板１０は、例えばｎ型ＧａＡｓからなる。ｎ型不純物としては、例えばケイ素（Ｓｉ）が挙げられる。基板１０の裏面（基板１０のうち半導体層２０とは反対側の表面）には、半導体層２０の前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂのうち少なくとも一方の端面の直下およびその近傍に切り欠き４０が形成されている。なお、図２には、前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂの双方の直下およびその近傍に切り欠き４０が形成されている場合が例示されている。
【００１７】
切り欠き４０は、基板１０のうち半導体層２０とは反対側から基板１０をエッチングすることにより形成されたものであり、基板１０の裏面側から見たときに凹形状となっている。
【００１８】
ここで、切り欠き４０の深さＤ１は、基板１０の厚さＤ２と等しいか、それよりも浅くなっている。なお、図１、図２には、切り欠き４０の深さＤ１が基板１０の厚さＤ２よりも浅い場合が例示されている。切り欠き４０の深さＤ１が、基板１０の厚さＤ２よりも浅くなっている場合には、図１、図２に示したように、切り欠き４０の底面４０Ａには基板１０が露出する。一方、切り欠き４０の深さＤ１が、基板１０の厚さＤ２と等しくなっている場合には、図３、図４に示したように、切り欠き４０の底面４０Ａには半導体層２０の底面（下部クラッド層１１）が露出することになる。
【００１９】
切り欠き４０の幅Ｗ２（リッジ部３０の延在方向と直交する方向の幅）は、リッジ部３０の幅Ｗ１よりも広くなっている。なお、図１、図２には、切り欠き４０の幅Ｗ２がリッジ部３０の幅Ｗ２よりも広く、基板１０の幅Ｗ３よりも狭くなっている場合が例示されているが、図５、図６に示したように、切り欠き４０の幅Ｗ２が基板１０の幅Ｗ３と等しくなっていてもよい。このとき、さらに、図示しないが、切り欠き４０の深さＤ１が基板１０の厚さＤ２と等しくなっていてもよい。
【００２０】
切り欠き４０の奥行きＬ（リッジ部３０の延在方向と平行な方向の長さ）は、後述のワイドバンドギャップ領域１２Ｂが窓領域として機能する程度の大きさとなっており、例えば、共振器長に依らず、１０μｍ以上、５０μｍ以下となっている。
【００２１】
ここで、窓領域とは、活性層１２の発光波長に相当するエネルギーよりも大きなバンドギャップを有する領域であって、かつ活性層１２の中央領域（利得領域）で発生したレーザ光が前端面２０Ａおよびその近傍、または後端面２０Ｂおよびその近傍において吸収され、熱に変換される割合を低減する機能を有する領域を指す。
【００２２】
下部クラッド層１１は、例えばｎ型ＡｌＩｎＰからなる。上部クラッド層１３は、例えばｐ型ＡｌＩｎＰからなる。コンタクト層１４は、例えばｐ型ＧａＡｓからなり、リッジ部３０の最上部（上面）に設けられている。ｐ型不純物としては、例えばマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）が挙げられる。
【００２３】
活性層１２は、例えばアンドープのＧａＩｎＰからなる。この活性層１２において、リッジ部３０との対向領域が発光領域１２Ａとなる。この発光領域１２Ａは、リッジ部３０で狭窄された電流が注入される電流注入領域に対応している。また、活性層１２において、切り欠き４０との対向領域が上述のワイドバンドギャップ領域１２Ｂとなる。ワイドバンドギャップ領域１２Ｂは、発光領域１２Ａのうちワイドバンドギャップ領域１２Ｂ以外の領域のバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有している領域であり、後述するように、応力発生部５０から与えられる圧縮応力によって格子間隔が狭められることによって形成されたものである。このワイドバンドギャップ領域１２Ｂは、窓領域として機能する。
【００２４】
半導体層２０の上面（リッジ部３０の上面および両側面と、上部クラッド層１３の上面のうちリッジ部３０以外の面）のうちリッジ部３０の上面以外の部分には、絶縁層１５（図１参照）が設けられている。つまり、この絶縁層１５は、リッジ部３０の上面との対向領域に開口を有している。
【００２５】
リッジ部３０の上面から絶縁層１５の表面にかけて上部電極１６が形成されている。上部電極１６は、例えば、図１、図２に示したように、半導体層２０の、リッジ部３０側の表面のうち少なくともリッジ部３０との対向領域全体に形成されている。なお、上部電極１６は、例えば、図７、図８に示したように、リッジ部３０との対向領域のうち前端面２０Ａ，後端面２０Ｂから少しだけ後退した領域にだけ形成されていてもよい。上部電極１６は、例えば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をリッジ部３０側からこの順に積層したものであり、リッジ部の上面（コンタクト層１４）と電気的に接続されている。
【００２６】
また、基板１０の裏面には、下部電極１７が形成されている。下部電極１７は、例えば、図１、図２に示したように、基板１０の裏面のうち切り欠き４０以外の領域（切り欠き４０の未形成領域）から切り欠き４０内の底面４０Ａおよび側面４０Ｂに渡って形成されている。なお、下部電極１７は、例えば、図９、図１０に示したように、基板１０の裏面のうち切り欠き４０以外の領域（切り欠き４０の未形成領域）にだけ形成されていてもよい。下部電極１７は、例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金、ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）とを基板１０側からこの順に積層した構造を有しており、基板１０と電気的に接続されている。
【００２７】
ところで、本実施の形態では、基板１０の裏面に応力発生部５０が形成されている。応力発生部５０は、活性層１２の前端面２０Ａおよびその近傍、および活性層１２の後端面２０Ｂおよびその近傍の少なくとも一方に対して圧縮応力を与え、その領域のバンドギャップを増大させることにより窓領域として機能するワイドバンドギャップ領域１２Ｂを形成するものである。
【００２８】
応力発生部５０は、少なくとも切り欠き４０の内部に形成されている。応力発生部５０は、例えば、図１、図２に示したように、切り欠き４０を埋め込むと共に、基板１０の裏面全体に形成されている。このとき、応力発生部５０のうち切り欠き４０内部に形成されている部位が、活性層１２に対して最も近接している。なお、応力発生部５０は、例えば、図１１、図１２に示したように、切り欠き４０内にだけ形成されていてもよい。
【００２９】
応力発生部５０は、切り欠き４０が半導体層２０の前端面２０Ａに形成されている場合には、前端面２０Ａの直下およびその近傍に形成されていることが好ましく、切り欠き４０が半導体層２０の後端面２０Ｂに形成されている場合には、後端面２０Ｂの直下およびその近傍に形成されていることが好ましい。つまり、応力発生部５０は、半導体層２０の前端面２０Ａまたは後端面２０Ｂと同一の面内に端面を有していることが好ましい。
【００３０】
応力発生部５０は、活性層１２および基板１０の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する材料によって主に形成されている。例えば、基板１０がＧａＡｓ（熱膨張係数６ｐｐｍ／Ｋ）からなり、活性層１２がＧａＩｎＰ（熱膨張係数６ｐｐｍ／Ｋ）からなる場合には、応力発生部５０は、熱膨張係数が６ｐｐｍ／Ｋよりも大きな材料（例えば、銅（熱膨張係数１７ｐｐｍ／Ｋ）またはアルミニウム（熱膨張係数２３ｐｐｍ／Ｋ）などの金属）によって主に形成されている。なお、活性層１２および基板１０の熱膨張係数と同じか、それよりも小さな熱膨張係数を有する材料が応力発生部５０にわずかに含まれていても構わない。
【００３１】
また、応力発生部５０は、放熱性の観点からは、放熱性の良い材料（例えば金属）によって形成されていることが好ましいが、放熱性の良い材料によって形成されていなくてもよい。また、応力発生部５０が金属によって形成されている場合には、下部電極１７と一体に（つまり、下部電極１７の一部として）形成されていてもよい。また、応力発生部５０の厚さ（特に前端面２０Ａまたは後端面２０Ｂの直下に対応する部分の厚さ）は、製造過程において応力発生部５０をきれいに切断することができるようにするために、応力発生部５０に用いられている材料の粘性の大きさに応じて規定されていることが好ましい。
【００３２】
図１３（Ａ）〜（Ｃ）および図１４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、本実施の形態の半導体レーザ１の製造方法の一例について説明する。図１３（Ａ）〜（Ｃ）および図１４（Ａ）〜（Ｃ）は、製造過程における素子の、図１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成に対応する断面構成と、その断面と直交する方向（図中のＡ−Ａ線）で切断したときの断面図とを併記したものである。
【００３３】
上記の構成で例示した化合物半導体で半導体レーザ１を製造するためには、基板１０上の半導体層２０を、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により形成する。この際、化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧa）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、フォスフィン（ＰＨ3 ）、アルシン（ＡｓＨ3 ）を用い、ドナー不純物の原料としては、例えばモノシラン（ＳｉＨ４）を用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えばビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）や、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）を用いる。
【００３４】
まず、ウェハ状の基板１０Ｄ上に、下部クラッド層１１Ｄ、活性層１２Ｄ、上部クラッド層１３Ｄおよびコンタクト層１４Ｄからなる半導体層２０Ｄをこの順に積層する（図１３（Ａ））。なお、符号の末尾にＤの付いたものは、後の工程を経ることにより、符号の末尾からＤを取ったものになることを意味しており、例えば、基板１０Ｄは、後述のエッチング工程、へき開工程およびダイシング工程を経ることにより基板１０になるものである。
【００３５】
次に、コンタクト層１４Ｄ上にマスク層（図示せず）を形成し、例えばウエットエッチングにより、上部クラッド層１３Ｄの上部およびコンタクト層１４Ｄを選択的に除去する。これにより、上部クラッド層１３Ｄの上部およびコンタクト層１４Ｄにストライプ状のリッジ部３０Ｄが形成される（図１３（Ｂ））。その後、マスク層を除去する。
【００３６】
次に、リッジ部３０Ｄの上面以外の部分に絶縁層１５Ｄ（図示せず）を形成したのち、リッジ部３０Ｄの上面から絶縁層１５Ｄの表面にかけて上部電極１６Ｄを形成する（図１３（Ｃ））。
【００３７】
（基板１０Ｄのエッチング工程）
次に、例えばウエットエッチングにより、基板１０Ｄを裏面から選択的に除去する。これにより、基板１０Ｄの所定の箇所に凹部４０Ｄ（後述のへき開工程によって切り欠き４０になるもの）が形成される（図１４（Ａ））。
【００３８】
次に、例えば蒸着により、基板１０Ｄの裏面全体に下部電極１７Ｄを形成したのち、例えばめっきにより、下部電極１７Ｄの表面全体に応力発生部５０Ｄを形成し、さらに、応力発生部５０Ｄによって凹部４０Ｄを埋め込む（図１４（Ｂ））。
【００３９】
次に、例えばラッピングにより、応力発生部５０Ｄのうち凹部４０Ｄからはみ出している部分を薄くして、応力発生部５０Ｄの厚さを調整する（図１４（Ｃ））。
【００４０】
（へき開工程・ダイシング工程）
次に、凹部４０Ｄをまたぐようにして基板１０Ｄおよび半導体層２０Ｄをへき開してバー状にする（図示せず）。これにより、前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂが形成される。その後、前端面２０Ａに低反射膜３１を形成すると共に、後端面２０Ｂに高反射膜３２を形成する（図示せず）。最後に、リッジ部３０同士の間をリッジ部３０に沿ってダイシングして基板１０Ｄおよび半導体層２０Ｄをチップ状にする（図示せず）。このようにして本実施の形態の半導体レーザ１が製造される。
【００４１】
次に、本実施の形態の半導体レーザ１の作用および効果について説明する。
【００４２】
本実施の形態の半導体レーザ１では、上部電極１６と上部電極１７との間に所定の電圧が印加されると、リッジ部３０によって電流狭窄され、活性層１２の電流注入領域（発光領域１２Ａ）に電流が注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対の前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂにより反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。
【００４３】
ところで、本実施の形態では、基板１０の、共振器方向に対向する一対の端部のうち少なくとも一方に切り欠き４０が設けられており、その切り欠き４０の内部に、活性層１２および基板１０の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する材料によって主に形成された応力発生部５０が形成されている。これにより、製造過程において、高温下で、応力発生部５０を少なくとも切り欠き４０の内部に形成したのち、冷却することにより、応力発生部５０から活性層１２の端部に圧縮応力を与えることができる。なお、半導体レーザ１の駆動時の温度は、応力発生部５０を形成する際の温度よりも極めて低いので、半導体レーザ１の駆動時においても、半導体層２０の外部である応力発生部５０から活性層１２の端部に圧縮応力を与えることができる。これにより、活性層１２の端部における格子間隔が応力発生部５０から与えられる圧縮応力によって狭められ、活性層１２の端部が活性層１２の発光波長に相当するエネルギーよりも大きなバンドギャップを有するワイドバンドギャップ領域１２Ｂとなる。その結果、半導体レーザ１の駆動時に、活性層１２の端部に窓領域が形成され、活性層１２の中央領域（利得領域）で発生したレーザ光が前端面２０Ａおよびその近傍、または後端面２０Ｂおよびその近傍において吸収され、熱に変換される割合を低減することができる。従って、ＣＯＤ値を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、応力発生部５０は半導体層２０の外部に形成されているので、窓領域を形成するためにＺｎ等の不純物を半導体層２０内に拡散させた場合のような吸収損失の増大や、結晶性の低下が生じる虞はない。また、応力発生部５０を形成する際の温度は、Ｚｎ等の不純物を活性層１２にまで拡散させる際の温度よりも十分に低いので、エピタキシャル成長によって形成したドーピングプロファイルになまりが生じる虞もない。従って、本実施の形態では、端面およびその近傍に不純物拡散を行うことによって生じる不具合を生じさせることなく、ＣＯＤ値を向上させることができる。
【００４５】
また、本実施の形態において、応力発生部５０が放熱性の良い材料（例えば金属）によって形成されている場合には、活性層１２の端部の温度を活性層１２の端部以外の部分の温度よりも低くすることができる。ここで、一般に、半導体の温度を低くするとバンドギャップが小さくなることから、応力発生部５０からの放熱によって、活性層１２の端部の温度が下がることにより、活性層１２の端部のバンドギャップを、活性層１２の端部以外の部分のバンドギャップよりも小さくすることができる。従って、半導体レーザ１が温度上昇したときに、熱暴走し難くすることができ、ＣＯＤ値を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態において、切り欠き４０の深さＤ１を基板１０の厚さＤ２よりも浅くすると共に、下部電極１７を基板１０の裏面のうち切り欠き４０以外の領域（切り欠き４０の未形成領域）から切り欠き４０内の底面４０Ａおよび側面４０Ｂに渡って形成した場合には、下部電極１７を、基板１０のうち切り欠き４０内の底面４０Ａに露出した部分にオーミック接触させることができる。これにより、半導体レーザ１の端部（端面２０Ａ，２０Ｂ）での抵抗を小さくすることができるので、活性層１２の端部（端面２０Ａ，２０Ｂ）にも電流を注入することができ、活性層１２の端部における光吸収をほとんどなくすることができる。なお、下部電極１７が切り欠き４０内の底面４０Ａに接触していない場合であっても、活性層１２の端部ではバンドギャップが広がっているので、注入電流量が少なくても、光吸収はあまり起こらない。
【００４７】
また、本実施の形態において、切り欠き４０の幅Ｗ２（リッジ部３０の延在方向と直交する方向の幅）が基板１０の幅Ｗ３よりも狭くなっている場合には、応力発生部５０の、半導体レーザ１の横方向の端部における厚さを薄くすることができる。これにより、ダイシング時に、応力発生部５０の切断を容易にすることができる。
【００４８】
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００４９】
例えば、上記実施の形態等では、半導体レーザ１はリッジ部３０を１つだけ備えていたが、複数備えていてもよい。例えば、図１５に示したように、複数のリッジ部３０を共通の基板１０上にモノリシックに形成し、半導体レーザアレイ２を構成することも可能である。
【００５０】
このとき、図１６に示したように、半導体レーザアレイ２を、ジャンクションダウンでＳｉＣなどの高熱伝導率を有するサブマウント６０に半田（図示せず）を介して接合し、このサブマウント６０を金属製のヒートシンク７０に半田（図示せず）を介して接合することが好ましい。ただし、半導体レーザアレイ２のように、リッジ部３０（エミッタ）を共通の基板１０上にモノリシックに形成した場合には、隣接するエミッタ間で熱相互作用が生じ易いので、エミッタ間隔をある程度大きくしておくことが好ましい。なお、図１６には、半導体レーザアレイ２の光射出側とは反対側に、下部電極１７とワイヤ７１を介して電気的に接続された電極部材７２が設けられている場合が例示されている。この電極部材７２は、ヒートシンク７０と絶縁分離する絶縁板７３上にネジ７４によって固定されており、さらに、電極部材７２の上には、ワイヤ７１を外部から保護する保護部材７５がネジ７４によって固定されている。
【００５１】
ここで、同一の駆動条件では、半導体レーザアレイ２の各エミッタからの出力は、活性層の端部に窓構造の形成されていない従来タイプのレーザアレイの各エミッタからの出力よりも大きくなる。そのため、各エミッタからのレーザ光を合成して高出力化する際に、従来よりもエミッタの数を少なくすることが可能となる。これにより、半導体レーザアレイと光学結合する光学素子の小型化や、光学素子の数量の削減を実現することができる。また、各エミッタからのレーザ光をレンズなどでコリメートし、光学素子（例えば液晶や、ＤＬＰ（Digital Light Processing）やＧＬＶ（Grating Light Valve）などの光ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems））で２次元画像情報に対応して空間的に変調し、スクリーンに照射するレーザーディスプレイにおいて、画素ごとの輝度を大きくすることができる。
【００５２】
なお、半導体レーザアレイ２をサブマウント６０に半田を介して接合した際に、半田の表面張力によって半導体レーザアレイ２の光射出側の端面（端面２０Ａ）がサブマウント６０側に傾いてしまうことが多い。端面２０Ａがサブマウント６０側に傾くと、端面２０Ｂ側の方が端面２０Ａ側よりもサブマウント６０から遠くなり、端面２０Ｂとサブマウント６０との間の半田が厚くなるので、端面２０Ｂ側の温度が端面２０Ａ側の温度よりも高くなり易く、端面２０Ｂ側でＣＯＤが発生し易くなる。そこで、このような場合には、端面２０Ｂ側にだけ基板１０に切り欠き４０を設け、その切り欠きの内部に応力発生部５０を設けるようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態等では、ＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体レーザを例にして本発明を説明したが、他の化合物半導体レーザ、例えば、ＧａＩｎＡｓＰ系などの赤色半導体レーザ、ＧａＩｎＮ系およびＡｌＧａＩｎＮ系などの窒化ガリウム系の半導体レーザ、ＺｎＣｄＭｇＳＳｅＴｅなどのＩＩ−ＶＩ族の半導体レーザにも適用可能である。また、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＰ系、ＧａＩｎＡｓＮＰ系などの、発振波長が可視域とは限らないような半導体レーザにも適用可能である。
【００５４】
また、上記実施の形態等では、インデックスガイド構造の半導体レーザを例に挙げて、本発明について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構造、例えば、ゲインガイド構造の半導体レーザに対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体レーザの斜視図である。
【図２】図１の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図３】切り欠きの深さを基板の厚さと等しくしたときの半導体レーザの斜視図である。
【図４】図３の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図５】切り欠きの幅を基板の幅と等しくしたときの半導体レーザの斜視図である。
【図６】図５の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図７】上部電極を前端面および後端面から少し後退させたときの半導体レーザの斜視図である。
【図８】図７の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図９】下部電極を基板の裏面のうち切り欠き以外の領域にだけ形成したときの半導体レーザの斜視図である。
【図１０】図９の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図１１】応力発生部を切り欠き内にだけ設けたときの半導体レーザの斜視図である。
【図１２】図１１の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図１３】図１の半導体レーザの製造方法の一例について説明するための断面図である。
【図１４】図１３に続く工程について説明するための断面図である。
【図１５】図１の半導体レーザをアレイ化してなる半導体レーザアレイの斜視図である。
【図１６】図１５の半導体レーザアレイをヒートシンクに実装した半導体レーザ装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…半導体レーザ、２…半導体レーザアレイ、１０…基板、１１…下部クラッド層、１２…活性層、１２Ａ…発光領域、１３…上部ガイド層、１４…コンタクト層、１５…絶縁層、１６…上部電極、１７…下部電極、２０…半導体層、３０…リッジ部、３１…低反射膜、３２…高反射膜、４０…、５０…、６０…サブマウント、７０…ヒートシンク、７１…ワイヤ、７２…電極部材、７３…絶縁板、７４…ネジ、７５…保護部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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